DE102006062516A1 - Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit mit Katalysatorreferenzzustand - Google Patents

Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit mit Katalysatorreferenzzustand Download PDF

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Abstract

Bei dem Verfahren zur Ermittlung einer Sauerstoffspeicherfähigkeit eines in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs angeordneten Katalysators in Abhängigkeit von einer Entscheidung einer Motorsteuerung, wobei der Verbrennungsmotor aufgrund einer Anforderung zu einem Zeitpunkt T0 in einer Fettphase betrieben und die Fettphase nach Anforderung einer Schubabschaltungsphase zu einem Zeitpunkt T1 beendet wird und der Verbrennungsmotor zumindest bis zu einem Zeitpunkt T2 in der Schubabschaltungsphase betrieben wird, ist vorgesehen, dass die Anforderung der Fettphase und der Schubabschaltungsphase jeweils unabhängig von der Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln, erfolgt und für den Fall einer Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln, eine in einem Zeitintervall T4-T3 in den Katalysator einströmende Sauerstoffmenge M ermittelt und die Sauerstoffspeicherfähigkeit in Abhängigkeit von der ermittelten Sauerstoffmenge SM bestimmt wird, wobei T3 >= T1 und T4 <= T2 gilt. Ferner umfasst die Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens ausgelegte Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Sauerstoffspeicherfähigkeit eines in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors angeordneten Katalysators nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung Sauerstoffspeicherfähigkeit eines Katalysators gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Regelungsverfahren für die Einstellung des Verbrennungsgemisches von Verbrennungsmotoren bekannt, um eine optimale Drei-Wege-Konvertierung in einem in der Abgasanlage angeordneten Abgaskatalysator zu erreichen. Ferner sind verschiedene Verfahren bekannt, um eine Sauerstoffspeicherfähigkeit, insbesondere für die Charakterisierung der Konvertierungseigenschaften des Katalysators zu Diagnosezwecken, zu erhalten. Darüber hinaus ist bekannt, die erwähnten Regelungsverfahren in Abhängigkeit von der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators anzupassen, zum Beispiel durch Anpassung der Regelfaktoren des Regelungsverfahren.
  • Zur Ermittlung einer Sauerstoffspeicherfähigkeit ist es bekannt, eine Lambda-Schwingung des Abgases vor dem Katalysator mit einer gemessenen Lambda-Schwingung des Abgases hinter dem Katalysator zu vergleichen. Dieses Verfahren liefert jedoch erst bei einem stark geschädigten Katalysator Ergebnisse, da die Pufferwirkung für Sauerstoff eines nur mittelstark gealterten Katalysators nahezu der eines frischen Katalysators entspricht. Bekannt ist es auch, über festgelegte aktiv aufgeprägte Lambda-Amplituden des Verbrennungsgemischs die Sauerstoffspeicherfähigkeit eines Katalysators auszumessen. Bei diesem Verfahren wird jedoch aktiv in den Motorbetrieb eingegriffen mit der Folge von möglicherweise zusätzlichen unerwünschten Abgasemissionen sowie einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.
  • In der EP 1 336728 A2 wird ein Verfahren zur Regelung des Kraftstoffluftverhältnisses eines Verbrennungsmotors beschrieben, der abwechselnd mit Luftüberschuss und Luftmangel betrieben wird. Ein Katalysatorvolumen speichert bei Sauerstoffüberschuss im Abgas Sauerstoff und gibt bei Sauerstoffmangel Sauerstoff ab. Die bei Luftüberschuss erfolgenden Sauerstoffeinträge in das Katalysatorvolumen und die bei Luftmangel erfolgenden Sauerstoffausträge aus dem Katalysatorvolumen werden bestimmt. Das Kraftstoffluftverhältnis wird in einem ersten Regelkreis so eingestellt, dass die Summe der in einem Zeitinterwall bestimmten Sauerstoffeinträge und Sauerstoffausträge einen vorbestimmten Wert annimmt. Der in den Sauerstoffüberschussphasen in das Katalysatorvolumen eingetragene Sauerstoff entspricht in seiner Menge dem im Sauerstoffmangel aus dem Katalysatorvolumen ausgetragenen Sauerstoff. Diese Mengen werden messtechnisch erfasst. Mit diesem Verfahren lässt sich zwar ermitteln, wann der Grad der Befüllung eines Katalysators mit Sauerstoff einen vorbestimmten Wert überschreitet oder einen vorbestimmten Wert unterschreiten, jedoch wird der jeweilige Befüllungsgrad nicht einem definierten Zustand des Verbrennungsmotors zugeordnet, so das keine reproduzierbar gleichen Werte ermittelt werden.
  • Eine Ausmessung einer Sauerstoffaufnahme des Katalysators könnte bei einem Übergang des Motors in eine Schubabschaltungsphase erfolgen. Im Allgemeinen ist allerdings der Befüllungsgrad des Katalysators zu Beginn der Schubabschaltungsphase nicht ausreichend genau bekannt, um eine genaue Ausmessung zu gewährleisten. Damit kann nicht sichergestellt werden, dass der Befüllungsgrad des Katalysators ausreichend genau bekannt ist mit der Folge einer ungenauen Katalysatordiagnose. Dies führt bei den heutigen Abgaszertifizierungstests für die dort vorkommenden Schubphasen zu einer mangelnden Testsicherheit des betreffenden Ausmessungsverfahrens.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht in der Ermittlung einer Sauerstoffspeicherfähigkeit eines in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors angeordneten Katalysators mit hoher Reproduzierbarkeit der ermittelten Werte mit minimalem Eingriff in den Motorbetrieb.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Aspekte der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren entwickelt ein Verfahren zur Ermittlung einer Sauerstoffspeicherfähigkeit eines Katalysators, wobei der Verbrennungsmotor aufgrund einer Anforderung zu einem Zeitpunkt T0 in einer Fettphase betrieben und die Fettphase nach Anforderung einer Schubabschaltungsphase zu einem Zeitpunkt T1 beendet wird und der Verbrennungsmotor zumindest bis zu einem Zeitpunkt T2 in der Schubabschaltungsphase betrieben wird, dadurch weiter, dass die Anforderung der Fettphase und der Schubabschaltungsphase jeweils unabhängig von der Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln erfolgt und für den Fall einer Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln, eine in einem Zeitintervall T4 – T3 in den Katalysator einströmende Sauerstoffmenge M ermittelt und die Sauerstoffspeicherfähigkeit SM in Abhängigkeit von der ermittelten Sauerstoffmenge M bestimmt wird, wobei T3 ≥ T1 und T4 ≤ T2 gilt.
  • Die Sauerstoffspeicherfähigkeit wird erfindungsgemäß daher jeweils ausgehend von einem definierten Katalysatorreferenzzustand gebildet.
  • Als Magerphase wird ein Betrieb des Motors mit einem Gemisch mit einem Lambda-Wert > 1, als Fettphase ein Betrieb mit einem Gemisch mit einem Lambda-Wert < 1 bezeichnet. Als stöchiometrisch wird im Rahmen der Erfindung ein Lambda-Wert nahe oder gleich 1 bezeichnet. Als Gemisch wird im Zusammenhang mit der Erfindung das motorische Luft/Kraftstoffgemisch bezeichnet.
  • Als Schubabschaltung wird eine gezielte Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor bezeichnet. Bei elektronischen Einspritzanlagen erfolgt die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr über die Einspritzventile abhängig von Parametern wie Motortemperatur, Drehzahl, Drosselklappen- bzw. Gaspedalstellung.
  • Als Anforderung wird eine beispielweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs eingeleitete Änderung des Gemischs bezeichnet; beispielsweise kann dies in Abhängigkeit von der Stellung oder Bewegung eines Gaspedals erfolgen.
  • Erfindungsgemäß findet zur Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit kein aktiver Eingriff in den Motorbetrieb statt, um die Fettphase oder Schubabschaltungsphase einzuleiten. Vielmehr werden die im normalen Fahrbetrieb bzw. im Zertifizierungsbetrieb auftretenden Fettphasen und Schubabschaltungsphasen erfindungsgemäß passiv genutzt.
  • Da der Motor während der Fettphase in einem Zeitintervall T1 – T0 mit einem fetten Gemisch betrieben wird, ist für die Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit während des Zeitintervalls T4 – T3 ein definierter Ausgangszustand des Katalysators, in dem dieser von Sauerstoff entleert ist, gewährleistet. Das Zeitintervall T1 – T0 wird entsprechend groß gewählt, um eine sichere Entleerung des Katalysators von Sauerstoff zu gewährleisten.
  • Regelungstechnisch besonders einfach ist es, wenn die Sauerstoffmenge M mittels eines Signals eines stromab des Katalysators angeordneten hinteren Sauerstoffsensors ermittelt wird, wobei der Zeitpunkt T4 bestimmt wird durch ein Signal welches einem Lambdawert > 1 im Abgas stromab des Katalysator entspricht.
  • Eine Erhöhung der Genauigkeit mit der die Sauerstoffspeicherfähigkeit ermittelt wird, wird erreicht, wenn die Fettphase zur Gewährleistung einer vorgegebenen Entleerung des Katalysators von Sauerstoff bis zu einem Zeitpunkt T3 = T1 + x, mit x > 0 sec verlängert wird.
  • Ferner wird eine Erhöhung der Genauigkeit mit der die Sauerstoffspeicherfähigkeit ermittelt wird, erreicht, wenn die Schubabschaltungsphase zur Gewährleistung einer vorgegebenen Sauerstoffbeladung des Katalysators bis zu einem Zeitpunkt T5 = T2 + y, mit y > 0 sec verlängert wird, bevor der Verbrennungsmotor in einer weiteren Fettphase betrieben wird.
  • Wenn der Verbrennungsmotor nach Beendigung der Schubabschaltungsphase bis zu einem Zeitpunkt T6 > T2 in einer Magerbetriebsphase mit einem vorgegebenen Lambda > 1 betrieben wird, bevor ggfs. der Verbrennungsmotor in einer weiteren Fettphase oder mit einem stöchiometrischen Gemisch betrieben wird, kann eine bereits eingeleitete Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit beendet, gleichzeitig aber einem Fahrerwunsch nach einem höheren Drehmoment gefolgt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sicher, dass die Ermittlung der Sauerstoffspeicherfähigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten unter gleichen oder ähnlichen Bedingungen erfolgt und daher reproduzierbar gleiche Werte bestimmt werden. Aufgrund des bis zu dem Zeitpunkt T1 erfolgten Fettbetriebes ist jeweils der Ausgangszustand für die Ermittlung des Zustandswertes ein von Sauerstoff geleerter Katalysator.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren garantiert ferner einen sicheren Ablauf in den üblichen Abgaszertifizierungstests, da jeder Zertifizierungstest Phasen mit Verzögerung des Fahrzeuges beinhaltet, welche als Schubabschaltung gefahren werden oder als solche vorgesehen werden können. Die in den üblichen Abgaszertifizierungstests vorgeschriebenen Bedingungen werden erfindungsgemäß passiv mitgenutzt, ohne dass ein aktiver Eingriff in den Betrieb des Verbrennungsmotors zur Einleitung der Schubabschaltungsphase erfolgt. Damit verursacht das erfindungsgemäße Verfahren keinen zusätzlichen Verbrauch an Kraftstoff und auch keine erhöhten Abgasemissionen.
  • Bevorzugt ist es, wenn die Abgasanlage einen vorderen Lambda-Regelkreis mit einem den motorischen Soll-Lambdawert festlegenden Soll-Lambdawert und einen hinteren Lambda-Regelkreis mit zumindest einem stromab des Katalysators angeordneten hinteren Sauerstoffsensor aufweist und von dem hinteren Lambda-Regelkreis ein Ausgangssignal des hinteren Sauerstoffsensors verarbeitet, ein Differenzwert Delta Lambda zu einem hinteren Soll-Lambda-Wert gebildet und eine auf den Soll-Lambda-Wert des vorderen Lambda-Regelkreises wirkende Stellgröße ausgegeben wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden, wenn der vordere Lambda-Regelkreis mit einem stromab des Verbrennungsmotors und stromauf des Katalysators angeordneten vorderen Sauerstoffsensor versehen ist. Ferner kann dem vorderen Lambda-Regelkreis ein modelliertes Sauerstoffsignal, welches einen modellierten Lambda-Wert des Abgases entspricht, zur Verfügung gestellt werden.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird ferner durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. Die entsprechende Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Verbrennungsmotor und die Motorsteuerung ausgelegt sind für eine Betriebsweise, bei der die Anforderung der Fettphase und der Schubabschaltungsphase jeweils unabhängig von der Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln erfolgt und für den Fall einer Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln, eine in einem Zeitintervall T4 – T3 in den Katalysator einströmende Sauerstoffmenge M ermittelt und die Sauerstoffspeicherfähigkeit in Abhängigkeit von der ermittelten Sauerstoffmenge SM bestimmt wird, wobei T3 ≥ T1 und T4 ≤ T2 gilt.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den weiteren abhängigen Ansprüchen, der Zeichnung sowie der zugehörigen Beschreibung.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung genauer erläutert.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Zustandswertes eines Katalysators bei einem Verbrennungsmotor.
  • In der Figur sind Signalverbindungen sowie deren Richtung sind durch Pfeile 4 gekennzeichnet.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 3 mit einer Motorsteuerung 40, einer Abgasanlage 17 und einem 3-Wege-Katalysator 19 und weist einen vorderen Regelkreis 5 mit einem vorderen Regler 7 und einen hinteren Regelkreises 9 mit einem hinteren Regler 11 auf.
  • Der hintere Regler 11 ist eingangsseitig mit einer Modellierungseinheit 13 und einem hinteren Sauerstoffsensor 15 verbunden.
  • Stromab des Verbrennungsmotors 3 und stromauf des Katalysators 19 befindet sich in der Abgasanlage 17 ein vorderer Sauerstoffsensor 21. Bei den Sauerstoffsensoren 15, 21 kann es sich beispielsweise um Sprung- und/oder Breitbandsensoren handeln.
  • Die Modellierungseinrichtung ist mit der Motorsteuerung 40 verbunden oder Bestandteil der Motorsteuerung 40. Mit der Motorsteuerung 40 sind auch die Regler 7, 11 sowie weitere nicht dargestellte Sensoren und Stelleinrichtungen für motorische Größen wie beispielsweise Luftmassenstrom, Motordrehzahl, Gaspedalstellung usw. verbunden.
  • Es versteht sich, dass die Erfindung auch andere als die in 1 dargestellten Regelungskonzepte umfasst.
  • In einer weiteren, jedoch in der 1 nicht dargestellten Ausführungsform ist kein λ-Sensor 21 im vorderen λ-Regelkreis verbaut. Stattdessen wird von der Motorsteuerung 40 ein modellierter λ-Wert zur Verfügung gestellt, welcher beispielsweise aus motorischen Größen wie Kraftstoffeinspritzmenge und Luftmenge sowie adaptierten Einstellwerten und/oder komplexeren Modellen ermittelt wird und anstelle eines gemessenen λ-Wertes verwendet wird.
  • Das Signal der hinter dem Katalysator 19 befindlichen λ-Sonde 15 liefert Informationen über das Gemischluftverhältnis hinter dem Katalysator 19, was Rückschlusse auf den aktuellen Sauerstoff-Befüllungszustand und die Konvertierungsleistung des Katalysators erlaubt.
  • In einer weiteren, jedoch nicht dargestellten Ausführungsform ist lediglich ein λ-Regelkreis vorgesehen.
  • Die Vorrichtung 1 beziehungsweise der vordere Regelkreis 5 weist einen Sollwertpfad 23 mit einem Sollwerteingang 25 auf. In den Sollwertpfad 23 ist eine Additionsstelle 27 geschaltet. Die Additionsstelle 27 des Sollwertpfads 23 ist eingangsseitig dem Sollwerteingang 25 und dem hinteren Regler 11 zugeordnet. Mithin wird durch die Additionsstelle 27 die Stellgröße des hinteren Reglers 11 mit dem Sollwert der λ-Regelung addiert. Ein Stelleingriff des hinteren Reglers 11 wirkt also ausschließlich über den Sollwertpfad 23 des vorderen Regelkreises 5 auf die Gemischbildung des Verbrennungsmotors 3 und damit auf den λ-Wert des Abgases des Verbrennungsmotors 3.
  • Der vordere Regelkreis 5 arbeitet unabhängig, wird von der Stellgröße des hinteren Regelkreises 9 geführt, beinhaltet den Sollwertpfad 23 sowie eine Subtraktionsstelle 29 zur Bildung der Regelabweichung aus dem über den Sollwertpfad 23 eingespeisten Sollwert und dem Ausgangssignal des vorderen Sauerstoffsensors 21, den vorderen Regler 7, den Verbrennungsmotor 3 sowie dessen Abgasanlage 17 mit dem vorderen Sauerstoffsensor 21. Der hintere Regelkreis 9 arbeitet als übergeordneter Regler und beinhaltet mithin den gesamten vorderen Regelkreis 5 und außerdem den Katalysator 19, den stromab davon angeordneten hinteren Sauerstoffsensor 19 sowie die Modellierungseinheit 13.
  • Zur Ermittlung eines Zustandwertes des Katalysators 19 sind Verbrennungsmotor 3 und Motorsteuerung 40 für folgende Betriebsweise ausgelegt:
    Betrieb von einem Zeitpunkt T0 bis zu einem Zeitpunkt T1 in einer Fettphase nach dem Ende der Fettphase für ein Zeitintervall T2 – T1 Betrieb in einer Schubabschaltphase vom Zeitpunkt T2 an wobei die Einleitung der Fettphase und der Schubabschaltungsphase unabhängig von der Entscheidung die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln erfolgt, und für den Fall einer Entscheidung die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln, eine im Zeitintervall T4 – T3 in den Katalysator einströmende Sauerstoffmenge M ermittelt und die Sauerstoffspeicherfähigkeit SM in Abhängigkeit von der Sauerstoffmenge M gebildet wird.
  • Die in den Katalysator 19 einströmende Sauerstoffmenge M wird mittels der Modellierungseinheit 13 in an sich bekannter Weise aus dem Wert eines Lambdasondensignals und dem Wert eines Luftmassenstroms bestimmt. Das Sondensignal entspricht dem Lambdawert des Abgases stromab des Verbrennungsmotors 3 und stromauf des Katalysators 19.
  • Der vordere Sauerstoffsensor 21 und/oder die Motorsteuerung 40 stellen der Modellierungseinheit 13 das Sauerstoffsignal zur Verfügung. In der Vorrichtung 1 gemäß 1 weist die Modellierungseinheit 13 auch einen Eingang für das Signal des hinteren Sauerstoffsensors 15 auf. Daher kann auch eine aus dem Katalysator 19 ausgetragene Sauerstoffmenge M* ermittelt und eine Bilanzierung der ein- und ausströmenden Seuerstoffmenge M bzw. M* vorgenommen werden. Durch Bilanzierung kann die aktuelle relative Beladung des Katalysators 19 mit Sauerstoff als Sauerstoffspeicherfähigkeit ermittelt werden.
  • Die Modellierungseinheit 13 ermittelt ferner durch ein hinterlegtes Sauerstoffmodell ein Eingangssignal für den hinteren Regler 11.
  • Zur Ermittlung der Sauerstoffbeladung des Katalysators 19 wird folgendermaßen vorgegangen:
    In Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern, insbesondere der Stellung des Gaspedals erfolgt ein Betrieb des Verbrennungsmotors 3 in einer Fettphase. Diese wird in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern, insbesondere der Stellung des Gaspedals zu einem Zeitpunkt T1 beendet. Wie an sich bekannt und üblich wird nun eine Schubabschaltungsphase mit einem mageren Gemisch eingeleitet, die erst zu einem Zeitpunkt T2 beendet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt diese Schritte passiv. Dazu wird, falls von der Motorsteuerung 40 eine Entscheidung getroffen wurde, die Sauerstoffbeladung des Katalysators 19 zu ermitteln, die im Intervall T4 – T3 in den Katalysator 19 einströmende Sauerstoffmenge bestimmt.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Sauerstoffmenge M mittels eines Signals eines stromab des Katalysators angeordneten hinteren Sauerstoffsensors ermittelt, wobei der Zeitpunkt T4 bestimmt wird durch ein Signal welches einem Lambdawert > 1 im Abgas stromab des Katalysator entspricht.
  • Falls eine Fettphase nicht ausreicht zur Gewährleistung einer vorgegebenen Entleerung des Katalysators von Sauerstoff kann diese bis zu einem Zeitpunkt T3 = T1 + x, mit x > 0 sec verlängert werden und so die Räumung des Katalysators 19 von Sauerstoff intensiviert werden.
  • Falls eine Schubabschaltungsphase nicht ausreicht zur Gewährleistung einer vorgegebenen Sauerstoffbeladung des Katalysators kann diese bis zu einem Zeitpunkt T5 = T2 + y, y > 0 verlängert und so der Sauerstoffeintrag in den Katalysator vergrößert werden. Falls jedoch einer Anforderung die Schubabschaltungsphase zu beenden, unmittelbar gefolgt werden soll, kann auch ein Betrieb mit einem mageren Gemisch bis zu einem Zeitpunkt T6 > T2 erfolgen und der Katalysator bis zu diesem Zeitpunkt mit einem sauerstoffreichen Gemisch beladen, gleichzeitig jedoch ein Wunschmoment beispielsweise des Fahrers bereitgestellt werden.
  • Der erfindungsgemäß ermittelte Wert der Sauerstoffspeicherfähigkeit kann beispielsweise in der Motorsteuerung 40 weiterverarbeitet und/oder abgespeichert oder mittels eines Displays angezeigt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1336728 A2 [0004]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer Sauerstoffspeicherfähigkeit eines in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs angeordneten Katalysators in Abhängigkeit von einer Entscheidung einer Motorsteuerung, wobei der Verbrennungsmotor aufgrund einer Anforderung zu einem Zeitpunkt T0 in einer Fettphase betrieben und die Fettphase nach Anforderung einer Schubabschaltungsphase zu einem Zeitpunkt T1 beendet wird und der Verbrennungsmotor zumindest bis zu einem Zeitpunkt T2 in der Schubabschaltungsphase betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anforderung der Fettphase und der Schubabschaltungsphase jeweils unabhängig von der Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln erfolgt und für den Fall einer Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln, eine in einem Zeitintervall T4 – T3 in den Katalysator einströmende Sauerstoffmenge M ermittelt und die Sauerstoffspeicherfähigkeit in Abhängigkeit von der ermittelten Sauerstoffmenge SM bestimmt wird, wobei T3 ≥ T1 und T4 ≤ T2 gilt.
  2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffmenge M mittels eines Signals eines stromab des Katalysators angeordneten hinteren Sauerstoffsensors ermittelt wird, wobei der Zeitpunkt T4 bestimmt wird durch ein Signal welches einem Lambdawert > 1 im Abgas stromab des Katalysator entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettphase zur Gewährleistung einer vorgegebenen Entleerung des Katalysators von Sauerstoff bis zu einem Zeitpunkt T3 = T1 + x, mit x > 0 sec verlängert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubabschaltungsphase zur Gewährleistung einer vorgegebenen Sauerstoffbeladung des Katalysators bis zu einem Zeitpunkt T5 = T2 + y, mit y > 0 sec verlängert wird, bevor der Verbrennungsmotor mit einem stöchiometrischen Gemisch oder in einer weiteren Fettphase betrieben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor nach Beendigung der Schubabschaltungsphase bis zu einem Zeitpunkt T6 > T2 in einer Magerbetriebsphase mit einem vorgegebenen Lambda > 1 betrieben wird, bevor der Verbrennungsmotor mit einem stöchiometrischen Gemisch oder in einer weiteren Fettphase betrieben wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage einen vorderen Lambda-Regelkreis mit einem einen motorischen Soll-Lambdawert festlegenden Soll-Lambdawert und einen hinteren Lambda-Regelkreis mit zumindest einem stromab des Katalysators angeordneten hinteren Sauerstoffsensor aufweist und von dem hinteren Lambda-Regelkreis ein Ausgangssignal des hinteren Sauerstoffsensors verarbeitet, ein Differenzwert Delta Lambda zu einem hinteren Soll-Lambda-Wert gebildet und eine auf den Soll-Lambda-Wert des vorderen Lambda-Regelkreises wirkende Stellgröße ausgegeben wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffmenge M mittels eines Eingangssignals, welches auf dem Signal eines stromauf des Katalysators angeordneten vorderen Sauerstoffsensors und/oder auf einem modellierten Signal basiert, ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Katalysator einströmende Sauerstoffmenge M aus einem Sauerstoffmassenstrom ermittelt wird.
  9. Vorrichtung zur Ermittlung einer Sauerstoffspeicherfähigkeit eines in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs angeordneten Katalysators in Abhängigkeit von einer Entscheidung einer Motorsteuerung, wobei der Verbrennungsmotor aufgrund einer Anforderung zu einem Zeitpunkt T0 in einer Fettphase betrieben und die Fettphase nach Anforderung einer Schubabschaltungsphase zu einem Zeitpunkt T1 beendet wird und der Verbrennungsmotor zumindest bis zu einem Zeitpunkt T2 in der Schubabschaltungsphase betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor und die Motorsteuerung derart ausgelegt sind, dass die die Anforderung der Fettphase und der Schubabschaltungsphase jeweils unabhängig von der Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln erfolgt und für den Fall einer Entscheidung, die Sauerstoffspeicherfähigkeit zu ermitteln, eine in einem Zeitintervall T4 – T3 in den Katalysator einströmende Sauerstoffmenge M ermittelt und die Sauerstoffspeicherfähigkeit in Abhängigkeit von der ermittelten Sauerstoffmenge SM bestimmt wird, wobei T3 ≥ T1 und T4 ≤ T2 gilt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113446098A (zh) * 2021-08-18 2021-09-28 潍柴动力股份有限公司 一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4112478A1 (de) * 1991-04-17 1992-10-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zum beurteilen des alterungszustandes eines katalysators
EP1336728A2 (de) 2002-02-13 2003-08-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses eines Verbrennungsprozesses
DE102005002237A1 (de) * 2005-01-18 2006-07-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4112478A1 (de) * 1991-04-17 1992-10-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zum beurteilen des alterungszustandes eines katalysators
EP1336728A2 (de) 2002-02-13 2003-08-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses eines Verbrennungsprozesses
DE102005002237A1 (de) * 2005-01-18 2006-07-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113446098A (zh) * 2021-08-18 2021-09-28 潍柴动力股份有限公司 一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置

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